Experimentelle Untersuchungen und FE-Simulation zum Sensor- und Aktuatoreinsatz von flächigen PZT-Funktionsmodulen

Für eine zunehmende und wirtschaftliche Anwendung von piezoelektrischen Sensoren und Aktuatoren in adaptronischen Systemen sind genaue Kenntnisse über das zu erwartende Funktionsverhalten und die Lebensdauer dieser aktiven Bauteile eine wesentliche Voraussetzung. Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms Adaptronik in Werkzeugmaschinen wurden Untersuchungen an flächigen PZT-Funktionsmodulen, welche als Sensoren und Aktuatoren an Werkzeugmaschinen appliziert werden können, sowohl unter mechanischer als auch unter elektrischer Beanspruchung durchgeführt. Die experimentellen Arbeiten wurden dabei durch begleitende numerische Berechnungen ergänzt. Die Finite-Elemente-Simulation der gekoppelten elektromechanischen Eigenschaften der PZT-Funktionsmodule erlaubte eine gute Vorabschätzung der erreichbaren Verformungen sowie der messbaren Ladungen im Aktuator- bzw. Sensoreinsatz eines adaptiven Systems.